汽车制动盘MIMO模态分析

完全轴对称结构的模态 2015-01-01 11:51:04 阅读次数:30460

资源下载:


摘要:为了获得某型号汽车制动盘的模态参数,通过多输入多输出(MIMO)方式对该制动盘进行了模态测试与分析。结果表明使用MIMO方式对该制动盘进行模态测试,可以有效地区别出多阶重根,并且与有限元结果进行了对比,验证了实验结果的准确性。

关键词:制动盘,MIMO,轴对称,模态



概述

    汽车制动噪声的频率从几十频率到几万频率,但针对人的主观感受而言,让人感到烦躁的噪声主要为中高频噪声,而刚好汽车制动噪声以这一频段居多,而汽车制动盘是汽车制动装置的组成部分,因此从动力学角度获得制动盘相关参数显得尤为重要。试验对象如下图所示。


试验仪器:

    此次测试使用的设备为北京东方振动和噪声技术研究所研发的DASP V10模态测试系统,试验设备具体配置如下:

1)24位AD精度、CPCI总线方式的INV3020C智能信号采集处理分析仪;

2)MSC-1型小力锤;

3)ICP型单向INV9824加速度传感器4个;

4)DASP V10工程版和模态分析软件。

由于被测结构的尺寸较小,故使用小型力锤,并且该型号力锤的锤柄具有弹性,可以有效地防止二次连击。选用的加速度传感器自重仅8g,频率范围为1-15KHz,因此可以满足测试要求。


试验方法:

    此次采用多个响应测点位置保持不变,移动力锤遍历所有的测点的多参考点锤击技术(MRIT)。因制动盘本身较轻,故采用这种方式可以减少因传感器附加质量或移动传感器带来的结构有效质量改变的影响,并且相比较于多个激振器同时激励方式,使用力锤激励更经济,更实用。

    测试的边界条件是模拟自由边界条件,使用三块相同形状的方形小海绵垫垫起。将4个加速度传感器通过强力胶粘的方式布置在制动盘法向的内侧,锤击面为制动盘法向外侧。因为制动盘的主要模态体现在盘面法向,故传感器和锤击方向都沿盘面法向。采用北京东方振动和噪声技术研究所的变时基技术对制动盘进行多次锤击。


分析结果:

    通过MIMO模态分析下的特征系统实现算法(ERA)进行模态参数识别。通过传递函数分析,从中任选一条传递函数,可以看出相干非常好,这说明结构的响应完全是由激励所引起的,因而也充分说明选用的锤头是满足测试要求的。

 

    得到的稳定图非常清晰。

 

    用MIMO模态分析方法中的ERA算法,对数据进行分析,在6KHz以内得出了前28阶模态,在这28阶模态中,其中有12对重根,模态分析结果和有限元对比结果非常吻合。